chapter 14 大學(xué)物理總結(jié)2014

大學(xué)物理總結(jié)(I)(一)力學(xué)(二)振動(dòng)和波動(dòng)(三)電磁學(xué)2/21（一）力學(xué)總結(jié)力學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)牛頓運(yùn)動(dòng)定律：力學(xué)基礎(chǔ)

適用范圍：質(zhì)點(diǎn)（對(duì)于剛體需要改造）守恒定律

慣性系

+質(zhì)點(diǎn)組（剛體）動(dòng)量守恒定律

力在時(shí)間上的積累機(jī)械能守恒定律

力在空間上的積累角動(dòng)量守恒定律

力在方位上的作用力學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)3/211.1運(yùn)動(dòng)學(xué)速度角速度加速度角加速度角量與線量的關(guān)系伽利略變換4/211.2牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛Ⅲ定律適用范圍：質(zhì)點(diǎn)+慣性系對(duì)非慣性系，考慮慣性力后，牛II也成立。對(duì)剛體+慣性系，剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)問題角動(dòng)量定理剛體的角動(dòng)量轉(zhuǎn)動(dòng)定律轉(zhuǎn)動(dòng)慣量5/211.3動(dòng)量守恒定律動(dòng)量定理適用范圍：質(zhì)點(diǎn)/質(zhì)點(diǎn)組+慣性系應(yīng)用：求平均力，求速度等動(dòng)量守恒定律適用范圍：質(zhì)點(diǎn)/質(zhì)點(diǎn)組+慣性系應(yīng)用：某一方向動(dòng)量守恒、內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)動(dòng)量守恒、完非6/211.4機(jī)械能守恒定律動(dòng)能定理質(zhì)點(diǎn)+慣性系質(zhì)點(diǎn)組+慣性系萬(wàn)有引力勢(shì)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能機(jī)械能守恒定律：系統(tǒng)+慣性系7/211.5角動(dòng)量守恒定律角動(dòng)量定理適用范圍：質(zhì)點(diǎn)/質(zhì)點(diǎn)組+慣性系角動(dòng)量守恒：系統(tǒng)/剛體+慣性系對(duì)剛體關(guān)于剛體：特殊質(zhì)點(diǎn)組(平動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng))質(zhì)心：質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理（平動(dòng)）關(guān)于剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)記住轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：桿、質(zhì)點(diǎn)、圓柱體及平行軸定理8/211.6流體力學(xué)伯努利方程伯努利方程只適用于理想流體的定常流動(dòng)。穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性原理橫截面面積小，流速大9/21（二）振動(dòng)和波動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量：機(jī)械能守恒同頻率同振動(dòng)方向簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成簡(jiǎn)諧振動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程合振動(dòng)加強(qiáng)與減弱的條件：加強(qiáng)（分振動(dòng)同向）減弱（分振動(dòng)反向）10/21一維簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程：x軸正向傳播一維簡(jiǎn)諧波的能量：機(jī)械能不守恒，動(dòng)能=勢(shì)能波的強(qiáng)度

干涉條件：加強(qiáng)（分振動(dòng)同向）減弱（分振動(dòng)反向）波的干涉駐波：兩傳播方向相反、振幅相同的相干波疊加半波損失：波疏到波密的反射波，出現(xiàn)π相位突變相向運(yùn)動(dòng)相背運(yùn)動(dòng)多普勒頻移公式弦的長(zhǎng)度與波腹個(gè)數(shù)關(guān)系11/21（三）電磁學(xué)總結(jié)電磁學(xué)電學(xué)磁學(xué)基礎(chǔ)：兩種電荷；同性相斥，異性相吸；電荷守恒；庫(kù)侖定律；電荷和變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)電磁學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)電磁感應(yīng)基礎(chǔ)：畢-薩定律；運(yùn)動(dòng)電荷和變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)基礎(chǔ)：法拉第電磁感應(yīng)定律；安培力；渦旋電磁力場(chǎng)疊加原理；麥克斯韋方程組統(tǒng)一一切電磁現(xiàn)象12/213.1電學(xué)描述電場(chǎng)的兩個(gè)基本物理量電場(chǎng)中電荷受到電場(chǎng)力：電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)可移動(dòng)電荷作功：電勢(shì)出發(fā)點(diǎn)：電場(chǎng)強(qiáng)度：伏特/米靜電場(chǎng)電力線：等勢(shì)面：電勢(shì)：伏特13/21靜電場(chǎng)和電勢(shì)計(jì)算方法點(diǎn)電荷+疊加原理點(diǎn)電荷+疊加原理高斯定理電勢(shì)的定義微分關(guān)系典型帶電體場(chǎng)強(qiáng)分布典型帶電體電勢(shì)分布應(yīng)記住一些典型的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)分布！點(diǎn)電荷、帶電球面、長(zhǎng)帶電圓柱面、長(zhǎng)直帶電導(dǎo)線、帶電細(xì)圓環(huán)、無(wú)限大帶電平板14/21靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體：靜電平衡

導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一等勢(shì)面。導(dǎo)體表面場(chǎng)強(qiáng)E與導(dǎo)體表面正交，且靜電平衡時(shí)導(dǎo)體中處處場(chǎng)強(qiáng)為零靜電場(chǎng)中的介質(zhì)介質(zhì)極化：產(chǎn)生極化電荷電極化強(qiáng)度極化電荷面密度極化規(guī)律：電介質(zhì)中的電場(chǎng)15/21靜電場(chǎng)能量電容器的能量電容器電容的計(jì)算導(dǎo)體帶電電場(chǎng)分布求兩極板間電壓求電容16/213.2磁學(xué)磁學(xué)基本規(guī)律2）畢-薩-拉定律（穩(wěn)恒電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)）1）運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖磁力。3）運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)4）磁場(chǎng)的疊加原理17/21磁場(chǎng)的計(jì)算方法載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力、力矩和功畢-沙定律+疊加、安培環(huán)路定理、已知磁場(chǎng)分布+疊加記住有（無(wú)）限長(zhǎng)直導(dǎo)線、電流環(huán)、長(zhǎng)螺線管的磁場(chǎng)分布安培力磁力距磁力距的功18/21磁介質(zhì)磁場(chǎng)能量介質(zhì)磁化：產(chǎn)生極化電流磁化強(qiáng)度磁化電流面密度均勻、各向同性、弱磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)計(jì)算19/213.3電磁感應(yīng)

電源電動(dòng)勢(shì)：?jiǎn)挝徽姾裳亻]合回路一周，非靜電力所作的功為電源的電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的方向，確切地說是指非靜電場(chǎng)強(qiáng)的方向。法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律：任何電磁感應(yīng)的結(jié)果，恒反抗產(chǎn)生電磁感應(yīng)的原因電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算：渦旋電場(chǎng)的計(jì)算：20/21

自感與自感電動(dòng)勢(shì)：互感與互感電動(dòng)勢(shì)：自感和互感磁能：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)：位移電流21/21

電場(chǎng)的高斯定理。電場(chǎng)由電荷和變化的磁場(chǎng)激發(fā)。

電場(chǎng)的環(huán)路定理。電場(chǎng)包括庫(kù)侖電場(chǎng)和感生電場(chǎng)。

磁場(chǎng)的高斯定理。磁場(chǎng)包括傳導(dǎo)電流和變化的電場(chǎng)激發(fā)的有旋磁場(chǎng)。

普遍形式下的安培環(huán)路定理。傳導(dǎo)電流和變化電場(chǎng)都激發(fā)磁場(chǎng)。電磁學(xué)基本方程洛侖茲力公式22/2123/21振動(dòng)和波動(dòng)：2013秋期中24/21（1）（2）

25/21如圖所示，一平面簡(jiǎn)諧波沿Ox軸負(fù)方向傳播，波長(zhǎng)為λ。若P點(diǎn)振動(dòng)方程為則該波的表達(dá)式是，P處質(zhì)點(diǎn)時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)與O處質(zhì)點(diǎn)t1時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)相同。26/21一物體在光滑水平面上作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振幅是12cm，在距離平衡位置6cm處速度為24cm/s，求：（1）周期（2）當(dāng)速度為12cm/s時(shí)的位移。27/60例1：描述靜電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)基本物理量是__________；它們的定義式是____________和____________。例2：一均勻靜電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度V·m1，則點(diǎn)a（3，2）和點(diǎn)b（1，0）之間的電勢(shì)差Uab＝__________________。（x，y以米計(jì)）電學(xué)28/60例3：半徑為R，均勻帶正電的細(xì)圓環(huán)上有一長(zhǎng)為d的小缺口(d<<R)，總電量為q。則圓心O處的場(chǎng)強(qiáng)大小E=_________，場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)開_________。補(bǔ)償法:小缺口圓弧上相應(yīng)負(fù)電荷在原點(diǎn)的電場(chǎng)即為所求。29/60例4：指出下列靜電場(chǎng)的E～r關(guān)系曲線各是哪種帶電體產(chǎn)生的。圖中在r>R的范圍場(chǎng)強(qiáng)E與r的關(guān)系是：(A)和(B)E=Q(4or2)；(C)E1r2，它是半徑R的均勻帶電球面?球體?是電荷體密度=Ar還是=Ar(A為常數(shù))的非均勻帶電球體?(D)E1r。球面球體=Ar=A/r無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直導(dǎo)線,靜電平衡30/60例5：求右圖中分別通過兩個(gè)半球面及一個(gè)半圓柱面的電通量(半徑均為R)。例6：在邊長(zhǎng)為a的正方形平面中垂線上距中心O點(diǎn)a2處，有正點(diǎn)電荷q，則過該平面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量為______。

31/60例7：如圖，在均勻電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)的方向取間距為d的兩點(diǎn)A、B。從A點(diǎn)經(jīng)任意路徑到B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)線積分__________。例8：在點(diǎn)電荷+q和q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將一點(diǎn)電荷+qo沿圖路徑由a點(diǎn)移至b點(diǎn)，則外力作功A=_____________。32/60例9：將面密度的大導(dǎo)體平板置于均勻電場(chǎng)Eo中(假設(shè)不影響Eo的分布)，則平板附近左右兩側(cè)的合場(chǎng)強(qiáng)為________，_________。+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++33/60例10：在一不帶電的導(dǎo)體球殼內(nèi)，放進(jìn)一電量為+q的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷不與球殼內(nèi)壁接觸。然后使球殼觸一下地，再將點(diǎn)電荷+q取走。此時(shí)球殼的電量為______，電場(chǎng)分布范圍是_____。

34/60例1：一長(zhǎng)直載流導(dǎo)線，沿空間直角坐標(biāo)Oy軸放置，電流沿y軸正向。在原點(diǎn)O處取一電流元，則該電流元在(a,0,0)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小______，方向_____________。磁學(xué)35/60例2：無(wú)限長(zhǎng)直電流I彎成下圖三種形狀，則P，Q，O三點(diǎn)磁感強(qiáng)度大小BP，BQ，BO關(guān)系__________(填>，<，=)。36/60例3：載流平面線圈在均勻磁場(chǎng)中所受的力矩大小與線圈所圍面積______；在面積一定時(shí)，與線圈的形狀______；與線圈相對(duì)于磁場(chǎng)的方向______(填：有關(guān)、無(wú)關(guān))。有關(guān)無(wú)關(guān)有關(guān)37/60例4：半徑相同、以原點(diǎn)O為圓心、相互正交的三個(gè)圓電流，電流強(qiáng)度相同，流向與各軸正方向成右手關(guān)系，如圖。指出O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向(寫出在直角坐標(biāo)系中的方向余弦角)。三個(gè)圓電流在圓心處產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小相同,分別指向軸向.38/60例5：如圖，O、P兩點(diǎn)相距a，由畢－薩伐爾定律得有限長(zhǎng)直電流AB在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

于是沿圖L回路有為什么這與安培環(huán)路定理的結(jié)論不一致?39/60例6：一矩形線圈，自無(wú)